Iken/Lackner/Zimmer/Wöhnl/Breit
Handbuch der Betonprüfung
Handbuch
der Betonprüfung
Anleitungen und Beispiele
6. Auflage
Dipl.-Ing. Uwe P. Zimmer
Dr.-Ing. Ulrich Wöhnl
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Breit
5. Auflage
Ing. Hans-Wilhelm Iken
Dipl.-Ing. Roman R. Lackner
Dipl.-Ing. Uwe P. Zimmer
Dr.-Ing. Ulrich Wöhnl
1. bis 4. Auflage
Ing. Hans-Wilhelm Iken
Dipl.-Ing. Roman R. Lackner
Dipl.-Ing. Uwe P. Zimmer
VLB-Meldung
Iken, Hans W.:
Handbuch der Betonprüfung: Anleitungen u. Beispiele /
Wolfgang Breit; Hans-Wilhelm Iken; Roman R. Lackner;
Ulrich Wöhnl; Uwe P. Zimmer.
6. überarbeitete und erweiterte Auflage 2012
Düsseldorf: Verlag Bau+Technik, 2012
ISBN 978-3-7640-0515-3
eISBN 978-3-7640-0568-9
© by Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 1972
Gesamtproduktion: Verlag Bau+Technik GmbH,
Postfach 12 0110, 40601 Düsseldorf
www.verlagbt.de
Druck: B.o.s.s Druck- und Medien GmbH, 47561 Goch
Vorwort der Autoren
Im 40. Jahr der Ersterscheinung des „Handbuchs der Betonprüfung“ gibt es nunmehr eine Neuauflage dieses erfolgreichen Fachbuchs der Betonprüfung. Heute ist dieses Standardwerk aus keinem Baustofflabor mehr weg zu denken, gleichgültig ob Baustelle, Betonwerk, Fertigteilwerk, Fachhochschule, Universität oder Institut. Als sich damals die Autoren, alles Mitarbeiter des Staatlichen Materialprüfamts von NRW, Hans Iken, Roman R. Lackner und Uwe P. Zimmer, zusammensetzten, um ein Baustoffprüfbuch zu schaffen, glaubte niemand, dass dieses Buch eine sechste Auflage erreichen würde. Das „Handbuch der Betonprüfung“ erschien daraufhin erstmals 1972 als aktuelles und zeitgemäßes Werk im damaligen Betonverlag, heute Verlag Bau+Technik, in Düsseldorf.
Die jetzige 6. Ausgabe des „Handbuchs der Betonprüfung“ von 2011 hat mit 141 Prüfkapiteln vergleichsweise 34 Kapitel mehr als die letzte Ausgabe. Außerdem wurden fast ausnahmslos alle Kapitel überarbeitet, da sich die Normenlandschaft in den letzten Jahren lebhaft geändert hat. Die neue Auflage ist mit über 500 Seiten daher die bisher umfangreichste Ausgabe, die bisher erschienen ist. Über 239. aktuelle Bilder und Skizzen, viele Tafeln, Tabellen und Berechnungen sowie der zusätzliche neue Bereich H über Mindestangaben im Prüfbericht runden dieses Buch nach oben ab.
Nach der Erweiterung des Autorenteams seit der 5. Auflage durch Dr. Ulrich Wöhnl ist nun Professor Dr. Wolfgang Breit, Hochschullehrer an der Technischen Universität Kaiserslautern, Obmann des Ausschusses „Prüfverfahren für Beton“ im DIN und Mitglied des europäischen Normenausschusses Betonprüfung, hinzugekommen.
Auch diesmal, bei der 6. Auflage, wurde die bewährte Checklistenform des Buches beibehalten. Jedes Prüfkapitel ist unterteilt in:
A |
Wesen des Verfahrens |
B |
Prüfvorschrift |
C |
Geräte und Hilfsmittel |
D |
Durchführung |
E |
Beurteilung |
F |
Rechenbeispiel |
G |
Besondere Fehlermöglichkeiten / Hinweise |
H |
Prüfbericht |
Wie immer werden wir uns freuen, wenn wir von den Nutzern Anregungen erhalten oder wenn wir auf mögliche Fehler, die sich auch in solch ein Werk einschleichen können, hingewiesen werden. Wir betonen an dieser Stelle, dass immer die aktuelle Norm, zu beziehen beim Beuth-Verlag, maßgebend für eine Prüfung oder Beurteilung ist. Last but not least danken wir den Kollegen vom Verband Deutscher Betoningenieure für wertvolle Hinweise und insbesondere Herrn Prof. Dr. Robert Weber für seine kritische und engagierte Durchsicht durch das Werk.
Für das Autorenteam
Dipl.-Ing. Uwe P. Zimmer
Welver im November 2011
Inhaltsverzeichnis
Vorwort |
||||
Bildnachweis |
||||
Zement |
||||
1 Probenahme |
DIN EN 196-7:2008-02 |
|||
2 Mahlfeinheit – Siebverfahren, Rückstand |
DIN EN 196-6:2010-05 |
|||
3 Mahlfeinheit – Spezifische Oberfläche nach Blaine |
DIN EN 196-6:2010-05 |
|||
4 Mahlfeinheit – Spezifische Oberfläche nach Blaine-Dyckerhoff |
DIN EN 196-6:2010-05 |
|||
5 Mahlfeinheit – Luftstrahlsiebverfahren |
DIN EN 196-6:2010-05 |
|||
6 Erstarrungszeiten |
DIN EN 196-3:2009-02 |
|||
7 Raumbeständigkeit |
DIN EN 196-3:2009-02 |
|||
8 Schüttdichte |
DIN EN 459-2:2010-12 |
|||
9 Reindichte |
Schriftenreihe der Zementindustrie, Heft 33/1967 |
|||
10 Herstellen und Lagern von Zementprismen – Vibrationstisch |
DIN EN 196-1:2005-05 |
|||
11 Druckfestigkeit von Zementmörtelprismen |
DIN EN 196-1:2005-05 |
|||
12 Biegezugfestigkeit von Zementmörtelprismen |
DIN EN 196-1:2005-05 |
|||
Gesteinskörnungen |
||||
13 Probenahmeverfahren |
DIN EN 932-1:1996-11 |
|||
14 Einengen von Laboratoriumsproben – Drehteiler |
DIN EN 932-2:1999-03 |
|||
15 Einengen von Laboratoriumsproben – Riffelteiler |
DIN EN 932-2:1999-03 |
|||
16 Einengen von Laboratoriumsproben – |
DIN EN 932-2:1999-03 |
|||
17 Einengen von Laboratoriumsproben – Vierteln |
DIN EN 932-2:1999-03 |
|||
18 Korngrößenverteilung – Siebung |
DIN EN 933-1:2006-01 |
|||
19 Korngrößenverteilung – Siebung von Gesteinskörnungen mit porigem Gefüge |
DIN EN 933-1:2006-01 |
|||
20 Wassergehalt – Ofentrocknung |
DIN EN 1097-5:2008-06 |
|||
21 Wassergehalt – Calciumcarbid-Methode |
nicht genormt |
|||
22 Feuchtigkeitsgehalt – Abflamm-Methode |
nicht genormt |
|||
23 Oberflächenfeuchte – Thaulow-Verfahren |
nicht genormt |
|||
24 Kornrohdichte – Thaulow-Verfahren |
nicht genormt |
|||
25 Kornrohdichte – Überlauf-Verfahren |
nicht genormt |
|||
26 Kornrohdichte und Wasseraufnahme – Pyknometerverfahren für Gesteinskörnungen 0,063 mm bis 4 mm mit dichtem Gefüge |
DIN EN 1097-6:2005-12; |
|||
27 Kornrohdichte und Wasseraufnahme – Pyknometerverfahren für Gesteinskörnungen 4 mm bis 31,5 mm mit dichtem Gefüge |
DIN EN 1097-6:2005-12; |
|||
28 Kornrohdichte und zeitabhängige Wasseraufnahme von leichten Gesteinskörnungen 4 mm bis 31,5 mm – Pyknometerverfahren |
DIN EN 1097-6:2005-12; |
|||
29 Kornrohdichte von Gesteinskörnungen mit dichtem Gefüge – Messzylinderverfahren |
nicht genormt |
|||
30 Scheinbare Kornrohdichte von leichten Gesteinskörnungen – Messzylinderverfahren und kurze Eintauchzeit |
Entwurf DIN EN 1097-6 |
|||
31 Rohdichte von Füller – Referenzverfahren |
DIN EN 1097-7:2008-06 |
|||
32 Schüttdichte und Hohlraumgehalt |
DIN EN 1097-3:1998-06 |
|||
33 Kornform – Kornformkennzahl |
DIN EN 933-4:2008-06 |
|||
34 Kornform – Plattigkeitskennzahl |
DIN EN 933-3:2003-12 |
|||
35 Leichtgewichtige (organische) Verunreinigungen |
DIN EN 1744-1:2010-04, |
|||
36 Chloridgehalt |
DIN EN 1744-1:2010-04, |
|||
37 Dicalciumsilicatzerfall in Hochofenstückschlacke |
DIN EN 1744-1:2010-04 |
|||
38 Eisenzerfall in Hochofenstückschlacke |
DIN EN 1744-1:2010-04 |
|||
39 Säurelöslicher Sulfatgehalt |
DIN EN 1744-1:2010-04 |
|||
40 Organische Bestandteile – Humusgehalt |
DIN EN 1744-1:2010-04 |
|||
41 Stoffe organischen Ursprungs – Natronlauge-Verfahren |
nicht genormt; Anlehnung an |
|||
42 Feinanteil – Auswaschverfahren |
DIN EN 933-1:2006-01 |
|||
43 Abschlämmbare Bestandteile – Absetzverfahren |
nicht genormt; ehemals |
|||
44 Organische Bestandteile – Fulvosäuregehalt |
DIN EN 1744-1:2010-04 |
|||
45 Widerstand gegen Frost-Tau-Wechsel – Dosen-Verfahren |
DIN EN 1367-1:2007-06 |
|||
46 Widerstand gegen Frost-Tausalz – Magnesiumsulfat-Verfahren |
DIN EN 1367-2:2010-02 |
|||
47 Organische Bestandteile – Mörtelverfahren |
DIN EN 1744-1:2010-04 |
|||
48 Raumbeständigkeit leichter Gesteinskörnung – Autoklav-Verfahren |
DIN EN 13055-1:2002-08 |
|||
49 Wasseraufnahme leichter Gesteins-körnungen (Leichtsand) – Filternutschen-Verfahren |
BVK – Betontechnische |
|||
50 Wasseranspruch feiner Gesteins-körnungen am Sättigungspunkt – Verfahren nach Puntke |
DAfStb-Richtlinie „Selbstverdichtender Beton", 2003-11 |
|||
51 Beurteilung von Feinanteilen von Gesteinskörnungen – Sandäquivalent-Verfahren |
E DIN EN 933-8:2009-01 |
|||
52 Feinanteilen von Gesteinskörnungen – Methylenblau-Verfahren |
DIN EN 933-9:2009-10 |
|||
53 Verfahren zur Bestimmung des Widerstandes gegen Zertrümmerung von Gesteinskörnung – Los-Angeles-Prüfverfahren |
DIN EN 1097-2:2010-07 |
|||
54 Bestimmung des Widerstands gegen Verschleiß von Gesteinskörnung – Micro-Deval-Prüfverfahren |
DIN EN 1097-1:2011-04 |
|||
55 Bestimmung des Widerstands gegen Zertrümmerung von Gesteinskörnung – Schlagversuch |
DIN EN 1097-1:2010-07 |
|||
Frischbeton |
||||
56 Erstprüfung Normalbeton – Herstellen einer Mischung |
nicht genormt; |
|||
57 Erstprüfung Leichtbeton – Herstellen einer Mischung |
nicht genormt |
|||
58 Probenahme |
DIN EN 12350-1:2009-08 |
|||
59 Frischbetonrohdichte |
DIN EN 12350-6:2009-08 |
|||
60 Konsistenz – Setzmaß |
DIN EN 12350-2:2009-08 |
|||
61 Konsistenz – Vebe-Prüfung |
DIN EN 12350-3:2009-08 |
|||
62 Konsistenz – Verdichtungsmaß |
DIN EN 12350-4:2009-08 |
|||
63 Konsistenz – Ausbreitmaß |
DIN EN 12350-5:2009-08 |
|||
64 Setzfließmaß von selbstverdichtendem Beton |
DIN EN 12350-8:2010-12 |
|||
65 Trichterauslaufprüfung von selbstverdichtendem Beton |
DIN EN 12350-10:2010-12 |
|||
66 L-Kastenversuch an selbstverdichtendem Beton |
DIN EN 12350-10:2010-12 |
|||
67 Sedimentationsversuch an selbstverdichtendem Beton |
DIN EN 12350-11:2010-12 |
|||
68 Blockierringversuch an selbstverdichtendem Beton |
DIN EN 12350-12:2010-12 |
|||
69 Kegelsetzfließmaß und Kegelauslaufzeit mittels Auslaufkegel an selbstverdichtendem Beton |
DAfStb-Richtlinie „Selbstverdichtender Beton" |
|||
70 Herstellen und Lagern von Betonwürfeln und -zylindern – Verdichten durch Stampfen |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
71 Herstellen und Lagern von Betonwürfeln und -zylindern – Verdichten durch Stochern |
DIN EN 12390-1:2009-08 |
|||
72 Herstellen und Lagern von Betonwürfeln und -zylindern – Verdichten mit Innenrüttler |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
73 Herstellen und Lagern von Betonwürfeln und -zylindern – Verdichten mit Rütteltisch |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
74 Herstellen und Lagern von Leichtbetonwürfeln und -zylindern – Verdichten mit Rütteltisch |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
75 Herstellen und Lagern von Betonbalken – Verdichten durch Stampfen |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
76 Herstellen und Lagern von Betonbalken – Verdichten durch Stochern |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
77 Herstellen und Lagern von Betonbalken – Verdichten mit Innenrüttler |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
78 Herstellen und Lagern von Betonbalken – Verdichten mit Rütteltisch |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
79 Herstellen und Lagern von Probekörpern zur Prüfung der Wassereindringtiefe |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
80 Herstellen und Lagern von Probekörpern aus selbstverdichtendem Beton |
DIN EN 12390-2:2009-08 |
|||
81 Luftgehalt von Frischbeton – Druckausgleichsverfahren |
DIN EN 12350-7:2009-08 |
|||
82 Wassergehalt – Darrverfahren |
nicht genormt, Anlehnung an |
|||
83 Blutneigung von Beton – Eimerverfahren |
DBV-Merkblatt „Besondere Verfahren zur Prüfung von Frischbeton", 2007-06 |
|||
84 Stahlfasergehalt – Auswaschverfahren |
DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton” – Teil 2, 2010-03 |
|||
85 Stahlfasergehalt – Induktives Verfahren |
DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton” – Teil 2, 2010-03 |
|||
Festbeton |
||||
86 Festbetonrohdichte im Anlieferungszustand |
DIN EN 12390-7:2009-07 |
|||
87 Festbetonrohdichte am wassergesättigten Probekörper |
DIN EN 12390-7:2009-07 |
|||
88 Festbetonrohdichte ofentrocken |
DIN EN 12390-7:2009-07 |
|||
89 Festbetonrohdichte durch Unterwasserwägung – Referenzverfahren |
DIN EN 12390-7:2009-07 |
|||
90 Wassereindringtiefe unter Druck |
DIN EN 12390-8:2009-07 |
|||
91 Druckfestigkeit von Betonwürfeln |
DIN EN 12390-3:2009-07 |
|||
92 Druckfestigkeit von Betonzylindern |
DIN EN 12390-3:2009-07 |
|||
93 Spaltzugfestigkeit von Betonzylindern |
DIN EN 12390-6:2010-09 |
|||
94 Spaltzugfestigkeit von Betonkörpern mit rechteckigem Querschnitt |
DIN EN 12390-6:2010-09 |
|||
95 Biegezugfestigkeit von Betonbalken – Belastung durch zwei Einzellasten |
DIN EN 12390-5:2009-07 |
|||
96 Biegezugfestigkeit von Betonbalken – Belastung durch eine Einzellast |
DIN EN 12390-5:2009-07 |
|||
97 Biegezugfestigkeit von Stahlfaserbetonbalken |
DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton", 2010-03 |
|||
98 Abgleichen und Abschleifen von Probekörpern |
DIN EN 12390-3:2009-07 |
|||
99 Verschleißprüfung mit der Schleifscheibe nach Böhme – Trockenverschleiß |
DIN 52108:2010-05 |
|||
100 Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand nach dem Plattenprüfverfahren |
DIN CEN/TS 12390-9:2006-08 |
|||
101 Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand nach dem Würfelverfahren |
DIN CEN/TS 12390-9:2006-08 |
|||
102 Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand nach dem CF/CDF-Verfahren |
DIN CEN/TS 12390-9:2006-08 |
|||
Bauteilprüfungen |
||||
103 Entnahme und Druckfestigkeit von Betonbohrkernen |
DIN EN 12504-1:2009-07 |
|||
104 Festigkeitsprüfung (Rückprallweg) mit dem Rückprallhammer – Schmidthammer |
DIN EN 12504-2:2001-12 |
|||
105 Festigkeitsprüfung (Rückprallkoeffizient) mit dem Rückprallhammer – SilverSchmidt |
DIN EN 12504-2:2001-12; |
|||
106 Karbonatisierungstiefe von Beton |
DIN EN 14630:2007-01; |
|||
107 Bewehrungssuche |
nicht genormt |
|||
108 Oberflächenzugfestigkeit von Beton |
DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen” (Instandsetzungs-Richtlinie) – Teil 3, 2001-10 |
|||
109 Abreißfestigkeit von Betonunterlagen und aufgebrachten Schichten |
ZTV-SIB 90 |
|||
110 Prüfung des Porenanteils an Betonoberflächen |
nicht genormt; |
|||
111 Bestimmung der Ausziehkraft |
DIN EN 12504-3:2005-07 |
|||
112 Ausbreitgeschwindigkeit von Ultraschall im Beton |
DIN EN 12504-4:2004-12 |
|||
113 Potentialmessverfahren – Beurteilung des Korrosionszustands der Stahlbetonbewehrung |
DGZfP-Merkblatt B03:2008-04; RILEM TC 154-EMC |
|||
114 Ermittlung der Druckfestigkeit von jungem Beton – Methode „Gewichtete Reife” mittels Reifecomputer MC-21 |
NEN 5970:2001-09; |
|||
115 Eichgrafik eines Betons für das Reifegradverfahren – Methode „Gewichtete Reife” mittels Reifecomputer MC-21 |
NEN 5970:2001-09; |
|||
Einpressmörtel |
||||
116 Einpressmörtel – Eignungsprüfung – Herstellen einer Mischung |
DIN EN 445:1996-07 |
|||
117 Fließvermögen von Einpressmörtel – Eintauchversuch – Kalibrierverfahren |
DIN EN 445:1996-07, |
|||
118 Fließvermögen von Einpressmörtel – Eintauchversuch |
DIN EN 445:1996-07, |
|||
119 Fließvermögen von Einpressmörtel – Trichterverfahren |
DIN EN 445:1996-07, |
|||
120 Wasserabsonderung von Einpress-mörtel – Messzylinderverfahren |
DIN EN 445:1996-07, |
|||
121 Volumenänderung von Einpressmörtel – Zylinderverfahren |
DIN EN 445:1996-07, |
|||
122 Volumenänderung von Einpressmörtel – Dosenverfahren |
Abschnitt 3.4.3 |
|||
123 Druckfestigkeit von Einpressmörtel – Prüfung am Zylinder |
DIN EN 445:1996-07, |
|||
124 Druckfestigkeit von Einpressmörtel – Prüfung am Prisma |
DIN EN 445:1996-07, |
|||
125 Erstarrungszeit des Einpressmörtels |
DIN EN 196-3:2009-02 |
|||
126 Siebprüfung von Einpressmörtel |
DIN EN 445:2008-01, |
|||
127 Fließvermögen von Einpressmörtel – Trichterverfahren |
DIN EN 445:2008-01, |
|||
128 Fließvermögen von thixotropem Einpressmörtel – Bestimmung des Ausbreitmaßes |
DIN EN 445:2008-01, |
|||
129 Bestimmung der Wasserabsonderung und der Volumenstabilität von Einpressmörtel im 1 : 1 Versuch – Absetztest mit Schrägrohr |
DIN EN 445:2008-01, |
|||
130 Bestimmung der Wasserabsonderung und der Volumenstabilität von Einpressmörtel – Absetztest mit Vertikalrohr |
DIN EN 445:2008-01, |
|||
131 Bestimmung der Dichte von Einpressmörtel |
DIN EN 445:2008-01, |
|||
132 Druckfestigkeit von Einpressmörtel – Prüfung am Prisma |
DIN EN 445:2008-01, |
|||
Zugabewasser |
||||
133 Probenahme und Prüfung von Zugabewasser |
DIN EN 1008-10:2002-10 |
|||
134 Zuckergehalt von Zugabewasser |
nicht genormt |
|||
135 Betontechnologische Vergleichsprüfung an Zugabewasser |
DIN EN 1008-10:2002-10 |
|||
136 Probenahme und Prüfung von Restwasser |
DIN EN 1008-10:2002-10 |
|||
Betonangreifende Wässer |
||||
137 Probenahme von betonangreifenden Wässern |
DIN EN 4030-2:2008-06 |
|||
138 Prüfung von betonangreifenden Wässern – Schnellverfahren |
DIN EN 4030-2:2008-06 |
|||
Betonangreifende Böden |
||||
139 Vorbereitung und Prüfung von Bodenproben |
DIN EN 4030-2:2008-06 |
|||
140 Säuregrad von Böden nach Baumann-Gully |
DIN EN 4030-2:2008-06 |
|||
141 Sulfatgehalt von Böden |
DIN EN 4030-2:2008-06 |
|||
Die Autoren |
||||
Prüfnormen / Richtlinien / Vorschriften |
Bildnachweis
Wir danken folgenden Personen und Unternehmen für die zur Verfügung gestellten
Abbildungen:
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) 67.4
Bausewein, S. 13.2/13.4
CEMEX Deutschland AG 1.4
Controls S.R.L. 2.2/20.1/34.1/34.2/7.1/20.1/34.2/53.1/54.1/55.1/91.9/93.2/93.4/124.2/125.4
FORM+TEST Seidner & Co. GmbH 6.5/10.2/10.8/11.1/11.3/47.1/56.1/59.1/61.2/73.1/73.2/77.1/81.4/90.1/91.1/92.3/92.6/93.1/94.3/94.4/96.1/98.1/98.2/98.4/99.1/108.1/109.2/125.3
Fritsch Elektronik GmbH 14.1/40.1
HAVER & BOECKER OHG 2.1 /18.3/19.1/26.1/40.2
Universität Siegen, Henkel, S. 109.1
Hertz Systemtechnik GmbH 85.1/85.3
Matenco Europe (UK) Ltd., Rohrdantz 85.2
MATEST S.p.A Universale 60.3/64.3/119.1
Pemat Mischtechnik GmbH, Zyklos 56.3/57.3/116.1
Proceq S.A. 104.1/104.2/104.3/105.1/105.2/107.1/107.2/112.1/112.2/113.1/113.2
Riedel de Haen AG 21.1/22.1
Elektronik Rubarth 45.2
HEMMER Prüfgeräte-Vertrieb, Schlosser 57/1
Soehnle Mess- und Prüftechnik GmbH 18.1
Suspa Systems 118.1
Retsch Technology GmbH 5.1
Tegelaar, R. 114.1/114.2/114.3/115.1
TESTING Bluhm & Feuerherdt GmbH 3.1/3.4/3.5/4.3/4.4/6.1/6.2/6.4/6.6/8.1/10.1/10.4/10.5/11.4/12.2/18.8/19.2/23.1/32.1/47.2/47.5/48.1/56.2/56.4/56.5/56.6/57.2/57.4/59.2/63.3/63.4/64.2/65.2/66.2/68.1/69.1/70.1/72.3/72.4/73.3/74.2/76.1/79.1/81.5/81.6/82.1/89.1/90.2/95.3/96.4/97.3/123.1/124.1/125.1/125.2/125.5/125.6
Toni Technik Baustoffprüfsysteme GmbH 2.1/3.2/3.6/4.1/4.2/6.7/6.8/10.6/10.9/11.2/12.1/12.3/47.3/47.4/47.6/92.7/95.1/97.2/103.4/132.1
Verein Deutscher Zementwerke e.V. (VDZ) 80.1
Wacker Chemie AG 72.5
Wöhnl, U. 103.2/103.3/110.1/110.2
Die restlichen Aufnahmen stammen aus dem Archiv der Verlag Bau+Technik GmbH aus früheren Veröffentlichungen.
Die Inhalte und Lösungsvorschläge in diesem Buch sind nach bestem Wissen zusammengestellt. Hinsichtlich der Anwendung der Inhalte kann von den Autoren jedoch keine Gewähr übernommen werden. Das Buch ersetzt nicht die projektbezogene Planungsleistung. Sie entbindet nicht von der Pflicht zur Prüfung der Normvorgaben und ihrer Gültigkeit für den jeweiligen Anwendungsfall. Die Anwendung der Inhalte und Lösungsvorschläge berechtigt zu keinerlei Regressansprüchen gegenüber den Autoren.
1 Probenahme von Zement
A Wesen des Verfahrens
Die entnommene Einzelprobe oder mehrere Einzelproben aus einer größeren Zementmenge, zur Durchschnittsprobe durchgemischt, dient zum Nachweis der Eigenschaft der Zementlieferung.
Hier wird ausschließlich die Entnahme von Rückstellproben beschrieben, die systematisch bei regelmäßigen Lieferungen für eventuelle spätere Prüfungen in Zweifelsfällen oder bei späteren Schäden dienen.
B Prüfvorschrift
DIN EN 196-7:2008-02 Prüfverfahren für Zement – Teil 7: Verfahren für die Probenahme und Probenauswahl von Zement
C Geräte und Hilfsmittel
Probenahmegeräte müssen von allen Beteiligten genehmigt, sauber und betriebsbereit sein.
Stechheber, alternativ Schöpfgefäß, Entnahmerohr, Schneckenprobenehmer
Blechdosen, luftdicht verschließbar mit Gummiring und Schnellverschluss, V ≈ 5 l
Mischschüssel
Handschaufel
Kunststoffunterlage, ≈ 100 cm × 100 cm
alternativ Probenteiler
1 Rohr, Ø etwa 6 cm
2 Schnecke
3 Ende der Schnecke, die beim Eintauchen in den Zement wie eine Punktsonde wirkt
4 Auslauf
5 Elektromotor
L = 100 cm bis 200 cm
Ungefähre Abmessungen des Probelöffels:
Durchmesser = 20 cm; Tiefe = 15 cm; Grifflänge = 180 cm
D Durchführung
Definitionen
I Zugriffsmenge
Zementmenge, die mit einem Probenahmegerät in einem Arbeitsgang entnommen wird.
II Probe
Zufällig oder nach Prüfplan entnommene Zementmenge aus größerem Los oder Menge; Probe kann aus mehreren Zugriffsmengen bestehen.
III Stichprobe
Probe, die für eine vorgesehene Untersuchung ausreicht und innerhalb kurzer Zeit an gleicher Stelle entnommen wird; sie kann aus einer oder mehreren Zugriffsmengen bestehen.
IV Durchschnittsprobe
Homogene Mischung von Stichproben an verschiedenen Stellen oder zu verschiedenen Zeitpunkten von größerer Menge, die gegebenenfalls verkleinert wird.
1 Die Probenahme hat zur Wahrung etwaiger Gewährleistungsansprüche im Beisein des Herstellers oder Verkäufers und des Abnehmers oder Verkäufers unverzüglich, spätestens nach 24 Stunden, nach Eintreffen des Zements am Bestimmungsort zu erfolgen.
Die Probe von mindestens 5 kg muss nach dem Zufallsprinzip aus einem oder mehreren Säcken oder Behältern aus einem repräsentativen Lagerbestand entnommen werden. Die Probe muss jedoch so groß sein, dass alle vereinbarten oder geforderten Prüfungen zwei mal durchgeführt werden können.
2 Verfahren der Probenahme:
2.1 Entnahme aus Säcken oder Fässern oder Behältern vergleichbarer Größe:
Mehrere Einzelproben mit Stechheber aus der Mitte der Sackfüllung aus mindestens einem bis zur Probenahme unversehrten Sack entnehmen, zu einer Durchschnittsprobe innig vermischen und Blechdose vollständig füllen.
2.2 Entnahme aus Silofahrzeug:
Vor der Übergabe aus Silofahrzeug mehrere Einzelproben aus oberer Einfüllöffnung mit Hilfe eines Stechhebers oder Schöpfgefäßes entnehmen, zu einer Durchschnittsprobe innig vermischen und Blechdose vollständig füllen. Dabei Probe nicht aus unterer oder oberer Zementschicht entnehmen.
2.3 Entnahme während der Silobefüllung aus Silofahrzeug:
Mehrere Einzelproben mittels Entnahmevorrichtung (Bypass an der Förderleitung; Bild 1.4) entnehmen und Blechdose vollständig füllen.
2.4 Entnahme aus Silo mittels Probenahmevorrichtung (Bild 1.4):
Entnahmegerät leeren. Nach dem Befüllen des Silos Blechdose vollständig füllen. Nach einer eventuellen Auflockerung mindestens eine halbe Minute warten. Zunächst eine bestimmte Menge verwerfen, um Ablagerungen im Fördersystem auszuschließen.
3 Probenahmeprotokoll mit Angaben nach Abschnitt H anfertigen und in die Blechdose einen Durchschlag (in Schutzumschlag) einlegen.
4 Blechdose luftdicht verschließen und unverwechselbar und beweiskräftig (z.B. mit wasserfestem Stift) kennzeichnen. Probenahmeprotokoll evtl. in Schutzumschlag verpacken und in die Dose legen. Auf Absprache Dose auch versiegeln, um später Echtheit sicherzustellen.
5 Die Häufigkeit der Probenahme und die Probenart (Stichprobe oder Durchschnittsprobe) hängen von den Vereinbarungen der Vertragspartner und den entsprechenden Normen ab.
6 Homogenisierung:
Sofort nach der Entnahme ist die Probe (möglichst im Labor) zu homogenisieren. Dies geschieht mit Homogenisierungsgeräten oder durch manuelles Mischen mit einer Schaufel auf sauberem Tuch oder Kunststoff-Folie. Die relative Luftfeuchtigkeit muss kleiner als 85% sein.
Beeinflussung durch Wind, Regen, Schnee und Staub muss ausgeschlossen sein und der Zement darf nur begrenzte Zeit der Luft ausgesetzt sein.
7 Unabhängig vom Homogenisierungsverfahren muss seine Eignung nachgewiesen sein (DIN EN 196-7, Abschnitt 8.2.2).
8 Unmittelbar nach dem Homogenisieren der Probe ist diese in die erforderliche Anzahl von Labor- und Rückstellproben aufzuteilen. Dies geschieht wie folgt:
8.1 Falls beim Homogenisieren ein Mischgerät verwendet wurde, darf die erforderliche Probenanzahl direkt aus der homogenisierten Probe entnommen werden.
8.2 Falls eine Handhomogenisierung erfolgte, muss ein Probenteiler eingesetzt werden oder aus der geviertelten Probemenge auf einem Tuch bzw. einer Plastikunterlage wird jeweils etwa 0,5 kg aus jedem Viertel mit einer Schaufel reihum in einen vorgesehenen Behälter gefüllt. Dies ist solange fortzusetzen, bis jeder Behälter die benötigte Menge enthält. Jeder Behälter erhält somit zunächst eine Schaufel reihum von Viertel A, B, C und D.
9 Um Lufteinfluss zu verhindern, sind die Behälter so voll wie möglich zu füllen und luftdicht abzuschließen. Andere Verpackungen sind unter bestimmten Voraussetzungen zu akzeptieren (DIN EN 196-7, Abschnitt 9.2 a/b/c).
10 Die Proben sind bei Temperaturen < 30 °C zu lagern.
11 Die Probenbehälter sind eindeutig und unlösbar an mindestens einer Stelle, nicht am Deckel, zu kennzeichnen.
E Beurteilung
Entfällt
F Rechenbeispiel
Entfällt
G Besondere Fehlermöglichkeiten / Hinweise
1 Probenahme erfolgte nicht nach statistisch zufälliger Vorgabe oder Menge
2 Probenahmeprotokoll nicht vergessen!
3 Eine Kopie des Probenahmeprotokolls ist allen Proben beizufügen
H Prüfbericht
1 Hinweis auf angewandte Norm
2 Name und Adresse des Prüflaboratoriums bzw. Probenehmers
3 Vollständige Normbezeichnung des Zements
4 Angabe des Lieferwerks
5 Ort, Datum und Uhrzeit der Probenahme
6 Probenart, z.B. Stichprobe oder Durchschnittsprobe aus unterschiedlicher Anzahl Stichproben
7 Eindeutige Kennzeichnung des Probenahmebehälters
8 Auffällige Beobachtungen wie Fremdkörper oder qualitätsbeeinflussende Umstände
9 Angaben zur eindeutigen Identifikation der Probe
10 Ort, Datum, Probenehmer Zusätzliche Angaben über
11 Menge und Größe des Loses, aus dem entnommen wurde
12 Art und Eigenschaft des Probenbehälters
13 Probenahmeprotokoll und evtl. Durchschriften sind von allen Beteiligten zu unterschreiben und diesen bei Bedarf unverzüglich auszuhändigen
2 Bestimmung der Mahlfeinheit von Zement
Siebverfahren – Siebrückstand
A Wesen des Verfahrens
Zur Bestimmung evtl. im Zement enthaltener grober Zementpartikel wird der Rückstand auf dem Prüfsieb 90 μm ermittelt und in M.-% angegeben.
Das Verfahren eignet sich besonders für die Kontrolle und Steuerung des Herstellungsprozesses.
B Prüfvorschrift
DIN EN 196-6:2010-05 Prüfverfahren für Zement – Teil 6: Bestimmung der Mahlfeinheit
C Geräte und Hilfsmittel
Metallrahmensieb, Ø = 15 cm bis 20 cm, h = 4 cm bis 10 cm, Siebgewebe = 0,090 mm (90 µm), gemäß DIN ISO 565, Tabelle 1 und DIN ISO 3310-1
Auffangschale, Abdeckplatte
Trockenschrank
Stielbürste (weicher Pinsel)
Präzisionswaage, Wägebereich mind. 50 g auf 0,01 g genau
Laboruhr
Referenzmaterial mit bekanntem Rückstand
Stab
Verschließbares Gefäß, V ≈ 1 l bis 2 l
Waage, Wägebereich 1000 g auf 0,1 g genau
D Durchführung
1 400 g Zement bei 105 °C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz trocknen.
2 Zementprobe wird 2 min in geschlossenem Gefäß geschüttelt, um Agglomerate zu zerkleinern.
3 Gefäß 2 min stehen lassen und danach Zement mit sauberem, trockenem Stab vorsichtig umrühren, um den Feinanteil des Zements gleichmäßig in der Probe zu verteilen.
4 Auffangschale unter Prüfsieb anordnen und (25 ± 0,5) g klumpenfreien Zement auf ± 0,01 g genau abwiegen und auf das Sieb aufgeben.
5 Siebabdeckplatte auf dem Sieb befestigen.
6 Handsiebung folgendermaßen ausführen:
Sieb in eine Hand nehmen und waagerecht kreisend hin und her bewegen, bis keine Partikel mehr durchgesiebt werden. Alternativ kann auch Maschinensiebung erfolgen, wenn gleiche Ergebnisse zu erwarten sind.
7 Unterseite des Siebbodens mit Pinsel abbürsten.
8 Siebung ist beendet, wenn der gewogene Rückstand, bezogen auf die Einwaage, sich nicht um mehr als 0,1 M.-% verringert hat (ansonsten nochmals zwei Minuten weitersieben).
9 Wenn kein Durchgang mehr sichtbar, Rückstand dem Sieb entnehmen und wiegen. Das Gewicht wird in M.-% R1, bezogen auf die Einwaage, auf 0,1 M.-% angegeben.
10 Siebversuch an zweiter Probe R2 mit neuer Einwaage von 25 g wiederholen.
11 Der Rückstand des Zements R wird als Mittelwert von R1 und R2 in M.-% auf 0,1 M.-% angegeben. Falls Abweichung größer als 1 M.-%, dritten Siebversuch durchführen. Bei drei vorliegenden Werten gilt das Mittel aus den drei Siebungen, sonst aus den beiden Siebungen.
12 Zur Überprüfung des Siebs ist bei Bedarf Referenzmaterial mit bekanntem Siebrückstand bereitzuhalten.
E Beurteilung
Der Siebrückstand darf nach DIN EN197-1 höchstens 3 M.-% betragen.
F Rechenbeispiel
1 Siebrückstand R1 = 1,8 g, entspricht 7,2 M.-%.
2 Siebrückstand R2 = 1,7 g, entspricht 6,2 M.-%. (da Abweichung nicht größer als 1 M.-%, ist dritte Siebung nicht erforderlich)
|
(2.1) |
|
|
|
Siebrückstand R = 1,75 g ≙ 7,2 M.-%.
G Besondere Fehlermöglichkeiten / Hinweise
1 Siebgewebe beschädigt
Säuberung des Siebs mit größter Sorgfalt durchführen, da die geringste Verschiebung der Maschen das Sieb unbrauchbar macht.
Prüfsieb mit einer Lupe gelegentlich auf Beschädigung prüfen und gegebenenfalls Siebgewebe austauschen.
H Prüfbericht
1 Hinweis auf angewandte Norm
2 Name und Adresse des Prüflaboratoriums
3 Bezeichnung der Probe
4 Prüfergebnis R auf 0,1 M.-% als den Rückstand des geprüften Zements auf dem 90-μm-Sieb.
5 Wiederholstandardabweichung beträgt etwa 0,2%, die Vergleichsstandardabweichung beträgt etwa 0,3%.
6 Falls keine ISO-Siebe vorhanden sind, können auch andere genormte, dem ISO-Sieb entsprechende Siebe benutzt werden. Der genormte Drahtsiebboden muss benutzt werden.
7 Ort, Datum, Prüfer
3 Mahlfeinheit von Zement
Spezifische Oberfläche nach Blaine
Luftdurchlässigkeitsverfahren
A Wesen des Verfahrens
Zur Bestimmung der Mahlfeinheit eines Zements wird seine spezifische Oberfläche aus der Luftdurchlässigkeit eines genau definierten Zementbetts ermittelt. Es wird die Zeit gemessen, in der eine bestimmte Luftmenge das Zementbett durchströmt. Diese Zeit ist dann ein Maß für die spezifische Oberfläche, die in cm2/g angegeben wird.
B Prüfvorschrift
DIN EN 196-6:2010-05 Prüfverfahren für Zement – Teil 6: Bestimmung der Mahlfeinheit
C Geräte und Hilfsmittel
Luftdurchlässigkeitsprüfgerät nach Blaine
Stoppuhr, 0,1 s bis 0,2 s genau
Analysenwaagen, Wiegebereich von
3 g auf 0,001 mg genau und
50 g bis 110 g auf 0,01 g genau
Filterpapierscheiben (Weißband)
Pyknometer
Referenzzement
Geschlossenes Gefäß, 1 l bis 2 l
Stab
D Durchführung
1 Temperatur des Prüfraums muss (20 ± 2) °C und die relative Luftfeuchte nicht mehr als 65% betragen, wobei der zu prüfende Zement und die Prüfgeräte mindestens 24 h bei dieser Temperatur zu lagern sind. Es darf kein Durchzug herrschen.
2 Den zu prüfenden Zement 2 min in geschlossenem Gefäß schütteln, um Agglomerate zu zerkleinern. Danach das Gefäß 2 min stehen lassen.
3 Zementprobe mit sauberem, trockenem Stab vorsichtig umrühren, um den Feinanteil gleichmäßig zu verteilen.
4 Dichte ρ des Zementes bestimmen, z.B. mit dem Pyknometer. Dichte aus zwei Bestimmungen auf 0,01 g/cm3 angeben.
5 Berechnen der Zementeinwaage m1 nach Gleichung 3.1, um Zementbett mit Porosität von e = 0,500 herzustellen:
m1 = 0,500 · ρ · V [g] |
(3.1) |
|||
Hierin bedeuten: |
||||
m1 |
Zementeinwaage in g |
|||
V |
Zementbettvolumen in cm3 |
|||
ρ |
Dichte des Zements in g/cm3 |
|||
Annahmewerte: |
||||
Portlandzement |
(CEM I) |
3,10 g/cm3 |
||
Portlandkalksteinzement |
(CEM II/L, LL) |
3,05 g/cm3 |
||
Portlandhüttenzement |
(CEM II/S) |
3,05 g/cm3 |
||
Hochofenzement |
(CEM III) |
3,00 g/cm3 |
||
Portlandpuzzolanzement |
(CEM II/P, Q) |
2,90 g/cm3 |
||
e |
Porosität des Zementbetts in Volumenteilen (wird zunächst immer mit 0,500 angenommen) |
6 Errechnete Zementmenge auf 0,001 g genau abwiegen.
7 Durchlässigkeitszelle vom Gerät abnehmen (Bild 3.3). Filterpapierscheibe (1) auf Siebplatte (2) auflegen und mit Bleistiftende andrücken.
8 Abgewogene Zementmenge m1 unter leichtem Anklopfen in Durchlässigkeitszelle (3) einfüllen.
9 Oberfläche des Zementbetts (4) ebnen und mit weiterer Filterpapierscheibe (1) abdecken.
10 Zementbett mittels Tauchkolben (5) unter leichtem Druck verdichten, bis Tauchkolben auf Zylinderrand aufliegt. Kolben langsam um 5 mm anheben und um 90° drehen und diesen wiederum vorsichtig aber fest auf das Zementbett drücken.
Ist dies nur mit einem stärkeren Druck möglich oder fällt der Tauchkolben schon bei sehr leichtem Andruck auf den Anschlag, so muss Einwaage m1 erniedrigt bzw. erhöht werden. Die hiermit verbundene Änderung der Porosität e wird nach Gleichung 3.2 errechnet:
(3.2) |
11 Tauchkolben langsam herausziehen, Durchlässigkeitszelle luftdicht auf Gerät aufsetzen. Eventuell leichtes Schmierfett verwenden.
12 Oberes Ende des Zylinders mit Stopfen verschließen.
13 Mehrwegehahn (6) öffnen.
14 Manometerflüssigkeit blasenfrei bis zur obersten Markierung (7) ansaugen und Mehrwegehahn schließen.
15 Stopfen vom oberen Ende des Zylinders abnehmen. Manometerflüssigkeit beginnt zu sinken.
16 Mit Stoppuhr Zeit auf 0,1 s genau messen, die die Flüssigkeitssäule benötigt, um von der zweiten bis zur dritten Markierung zu gelangen.
17 Die Zeit wird auf ± 0,2 s und die Temperatur auf 1 °C genau aufgezeichnet.
18 Versuch ein 2. Mal mit selbem Zementbett durchführen und Werte notieren.
19 Neues Zementbett aus dem gleichen Zement wie beschrieben herstellen und ebenfalls zwei Versuche durchführen und Werte notieren.
20 Mittelwert aus den vier ermittelten Zeiten errechnen, falls die Temperaturen im Bereich (20 + 2) °C liegen.
21 Errechnen der spezifischen Oberfläche S nach Gleichung 3.3:
(3.3) |
Hierin bedeuten: |
|
S |
Spezifische Oberfläche in cm2/g |
K |
Gerätekonstante (im Regelfall vom Hersteller angegeben, sonst nach DIN EN 196-6, ermitteln) |
e |
Porosität des Zementbetts |
t |
gestoppte Durchlaufzeit in s (siehe Tabelle 3.3) |
ρ |
Dichte des Zements in g/cm3 |
ή |
Viskosität der Luft bei Prüftemperaturen in (Pa · s) (siehe Tabelle 3.2) |
e |
1 – e |
|
0,45 |
0,55 |
0,302 |
0,46 |
0,54 |
0,312 |
0,47 |
0,53 |
0,322 |
0,48 |
0,52 |
0,333 |
0,49 |
0,51 |
0,343 |
0,50 |
0,50 |
0,354 |
0,51 |
0,49 |
0,364 |
0,52 |
0,48 |
0,375 |
0,53 |
0,47 |
0,386 |
0,54 |
0,46 |
0,397 |
0,55 |
0,45 |
0,408 |
0,56 |
0,44 |
0,419 |
0,57 |
0,43 |
0,430 |
0,58 |
0,42 |
0,442 |
Temperatur |
Dichte des Quecksilbers |
Viskosität der Luft [Pa · s] |
|
[°C] |
[g/cm³] |
ή |
|
16 |
13,56 |
0,0001800 |
0,01342 |
17 |
13,56 |
0,0001805 |
0,01344 |
18 |
13,55 |
0,0001810 |
0,01345 |
19 |
13,55 |
0,0001815 |
0,01347 |
20 |
13,55 |
0,0001819 |
0,01349 |
21 |
13,54 |
0,0001824 |
0,01351 |
22 |
13,54 |
0,0001829 |
0,01353 |
23 |
13,54 |
0,0001834 |
0,01354 |
24 |
13,54 |
0,0001839 |
0,01356 |
22 Bei einer gegebenen Porosität von e = 0,500 und einer Temperatur von (20 ± 2) °C gilt nach Gleichung:
(3.4) |
23 Durchlaufzeiten und Temperaturen für alle vier Versuche als t1, t2, t3, t4 und °C1, °C2, °C3 und °C4 notieren.
E Beurteilung
Der Zement muss bei der Prüfung mit dem Luftdurchlässigkeitsprüfverfahren nach DIN EN 197-1 mindestens eine spezifische Oberfläche von 2200 cm²/g aufweisen.
Lediglich in Sonderfällen darf ein Zement eine geringere spezifische Oberfläche haben, mindestens jedoch 2000 cm²/g.
F Rechenbeispiel
Es soll der Blaine-Wert eines Portlandzements ermittelt werden. Gegeben ist:
V |
= 1,786 cm3 |
(vom Gerätehersteller angegeben) |
ρ |
= 3,10 g/cm3 |
(Annahmewert bei Portlandzement) |
K |
= 20,501 |
(Gerätekonstante vom Hersteller angegeben) |
Berechnen der Einwaage m1 nach Gleichung 3.1:
m1 = 0,5 · ρ · V
m1 = 0,5 · 3,10 · 1,786
m1 = 2,768 g
Es wurden folgende Durchlaufzeiten und Temperaturen gemessen:
t1 = 100 s, 20 °C
t2 = 100 s, 20 °C
t3 = 100 s, 20 °C
t4 = 100 s, 20 °C
Das Mittel aus vier Durchlaufzeiten bei 20 °C beträgt somit 100 s.
Berechnen der spezifischen Oberfläche S nach Gleichung 3.3: